Question

氫原子能級圖如圖所示，若氫原子發出a、b兩種頻率的光，在真空中用同一裝置做雙縫干涉實驗，分別得到干涉圖樣如圖甲、乙所示．若 a光是氫原子由能級 n=5向n=2 躍遷時發出的，則關于b光下列說法正確的是（　　）

A、可能是從能級 n=4向n=2躍遷時發出的

B、可能是從能級 n=4向n=3躍遷時發出的

C、a光在水中的傳播速度小于b 光在水中的速度

D、若用a光以α角從玻璃射向空氣恰好發生全反射，則 b光以同樣的入射角從玻璃射向空氣也能發生全反射

Answer 1

分析：根據雙縫干涉條紋的間距大小比較出波長的大小，從而比較出頻率大小，確定出b光由哪個能級間的躍遷．根據頻率的大小得出折射率大小，通過v=

c

n

比較光在水中速度大�。�

解答：解：A、根據雙縫干涉條紋的間距公式△x=

L

d

λ得，甲圖條紋間距大，則a光的波長長，a光的頻率小，知b光的光子能量大于a光的光子能量，產生b光的能級差大于n=5和n=2間的能級差．故A、B錯誤．
C、a光的頻率小，則a光的折射率小，根據v=

c

n

知，a光在水中的傳播速度大于b光在水中的傳播速度．故C錯誤．
D、a光的折射率小，根據sinC=

1

n

知，a光發生全反射的臨界角大，所以用a光以α角從玻璃射向空氣恰好發生全反射，則 b光以同樣的入射角從玻璃射向空氣也能發生全反射．故D正確．
故選D．

點評：解決本題的突破口在于通過雙縫干涉條紋間距公式比較出波長的大小，從而得出頻率、折射率等大小關系．